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信号检测理论(有无)测试大学生的辨别和判断标准。

运用信号监测的“有与不能”理论，考察了大学生在不同预定概率下的辨别能力、判断标准和反映偏差，比较了两个被试对信号和噪声的辨别能力。

关键词：信号检测理论判别标准判断

1导言

信号检测理论最初是信息论在通信工程中的应用成果，处理噪声背景下的有效信号分离问题。其过程本质上是一个统计决策过程。信号检测理论被引入心理学研究领域后，一些原有的基本概念、思想和假设被移植到心理物理情境中。

人的感知系统就像一个信号检测器，所有的感官都可以看作是一个信息处理系统。我们把各种刺激看成信号，把刺激的随机物理变化和感觉信息处理中的随机变化看成噪声。

这在所有的实验中都很常见，各种感官对信号的分辨和电子侦察系统非常相似。

传统的心理物理学方法所测量的阈值实际上包含两个方面：一是对刺激的敏感度或辨别刺激的能力，二是被试判断刺激是否出现的标准。

虽然已经使用了这些传统的心理物理学方法，但是已经考虑了受试者的态度、偏好、倾向和采用的标准对测量阈值的影响，并且已经采取了一些措施来消除这些影响。

比如极限法，用递增数列和递减数列来呈现刺激，以平衡习惯性误差和预期误差。

再比如用AB法平衡练习误差和疲劳误差；指导性词语用于规定被试的反应标准并保持一致；有时，被试会被提前训练，以保持他们在实验中的反应稳定等等。但这一系列的测量只能保持估计的影响阈值的因素不变，而无法测量被试的反应标准，无法将反应标准与区分度分开。

比如恒定刺激法的三种反应。由于不同的反应偏好和置信水平，测得的阈值往往非常不同。

因此，区分灵敏度和判断标准是心理物理学实验中长期存在的问题。

2信号检测理论的统计原理

在心理学中，信号检测实验一般是在信号和背景难以区分的情况下进行的。

干扰信号检测的背景称为噪声。这个“噪声”不仅仅指纯音信号出现时的其他噪声；在视觉实验中，亮点信号出现时照度均匀的背景也称为“噪声”。

简而言之，干扰信号的因素可以视为“噪声”。一般的心理物理辨别实验，它包括刺激A和刺激b，在这种情况下，其中一个刺激可以作为噪声，另一个作为信号。

主刺激，有时只是“噪音”刺激(用N表示)；有时，它与信号刺激加噪声刺激(记为SN)同时呈现，使受试者对信号刺激产生反应。

在呈现刺激之前，主测试应该先分别告诉被试N和SN出现的概率。这个概率称为预定概率(或先验概率)。同时向受试者说明判决结果的奖惩方法。因为无论是预定概率还是奖惩方式都会影响被试的判断标准，所以每次实验中呈现的是N还是SN都是随机安排的。在进行刺激之前(大约2秒钟前)，应给受试者一个初步信号。

在信号检测实验中，有四种结果可供被试判断有无信号：

2.1.Hit当信号出现(SN)时，主语报“是”，称为hit，表示为Y/SN。我们把这个决策的概率称为命中的条件概率，它表示为P(H)或P(Y/SN)。

2.2.虚警当只有噪声出现(n)时，受试者报告“是”，称为虚警(或误报)，用y/n表示.我们把这种决策的概率称为虚警的条件概率，它

2.4.正确否定当没有信号而只有噪声时，被试报告为“无”，称为正确拒绝或正确，用n/n表示，我们把这种判断的条件概率称为正确否定的条件概率，用P(CR)或P(n/N)表示。

这样，在噪声背景下的信号检测实验中，每个刺激状态下有两种反应可能性，它们的组合构成了一个备选判断矩阵，其中H和CR为正确反应，M和FA为错误反应。如果用概率表示，有：

P(H)+P(M)=1

P(FA)+P(CR)=1

从公式中可以看出，另外两个条件概率是这两个条件概率的补数，也就是知道了其中一个数，就可以求出互补的另一个数：

P(H)=1-P(M)

P(FA)=1-P(CR)

3.实验方法

3.1受试者四人一班。

3.2实验仪器和材料

JGW-B心理测试台操作箱，重100g、104g、108g、112g。

3.3实验程序

准备工作：

(1)将104G、108G、112G的重量与100G的重量进行10次比较，在10次比较中选择一个感觉比100G重7、8次的重量作为信号刺激。100G重量就是噪音。

(2)主测试根据以下三个不同的SNs和N的先验概率安排实验序列。

(1)(2)(3)

P(SN)205080

零件号805020

每个预定概率做100次，包括连续50次。

50次中的50次中信号和噪声的顺序是按照随机原则排列的。和下表：

50

20

80

80

50

20

塞内加尔

英语字母表中第十四个字母

塞内加尔

英语字母表中第十四个字母

塞内加尔

英语字母表中第十四个字母

塞内加尔

英语字母表中第十四个字母

塞内加尔

英语字母表中第十四个字母

塞内加尔

英语字母表中第十四个字母

数字一（one）

2

3

.

50

正式实验：

(1).在每50次实验之前，让被试熟悉信号和噪声的区别，并告诉被试这50次中信号的频率。

(2).主考官安排的顺序呈现刺激，哪个时间呈现信号，哪个时间呈现噪音，一定要搞清楚。两次刺激间隔至少3秒。

(3).受试者右手伸入心理实验桌的操作盒内，套住测试口，用拇指和食指握住圆柱体并慢慢抬起，使其离开测试面约2cm。两秒钟内放下。要求参与者每次以相同的高度和速度举起重物。解除后，如果判断为信号，他们会回答“信号”，主考官会在记录单相应位置写下“噪音”。如果判定为噪音，主考官会记下“-”，每50次休息5分钟。

(4).按照上述方法继续，直到测量300次。

(5).换个实验对象，重复上面的实验。

4.实验结果：

4.1通过准备实验，我们选择108G作为信号刺激。

4.2根据300次测试的结果，根据不同的先验概率，列出3个22的正方形，计算出相应的“命中”的条件概率P(H)和误报的条件概率P(FA)，如下表所示：

20

50

80

P(H)

0.65

下午

0.35

P(H)

0.84

下午

0.16

P(H)

0.93

下午

0.075

生产部

0.24

磷(铬)

076

生产部

0.26

磷(铬)

0.74

生产部

0.4

磷(铬)

0.6

4.3找出每对P(H)和P(FA)对应的Z和O值，计算D和。该列表如下：

其中包括：

d=ZSN-Zn=Z hit-Z虚警

=0命中/0误报警

(中国)

20

50

80

英语字母表中第十六个字母

英语字母表中第二十六个字母

英语字母表中第十五个字母

英语字母表中第十六个字母

英语字母表中第二十六个字母

英语字母表中第十五个字母

英语字母表中第十六个字母

英语字母表中第二十六个字母

英语字母表中第十五个字母

Y/SN

0.65

0.385

0.3705

0.84

第994号命令

第2434号命令

0.925

1.4235

0.1451

是/否

0.2375

-0.714

0.3092

0.26

-0.643

0.3245

0.4

-0.253

0.3864

d

1.099

1.637

1.6765

1.19825

0.7501

0.3755

5讨论

5.1从d '来看，被试对重量差的敏感度较低，都在1左右，比较稳定，这与实验的实际情况是一致的，因为实验本身固定了信号和刺激。

5.2从值可以看出，被试的反应标准较低，随着先验概率的增加而降低。这可以从主观和客观两个方面来分析，

目的：受试者实验的信号刺激和噪声分别为108G和100G，两种刺激接近，受试者难以判断和放松反应标准；另一方面，这个实验一共进行了300次，受试者可能会感到厌烦，放松了反应标准。

主观方面：与被试本身对实验的态度有关，被试可能会感到厌烦，放松标准；也可能是因为，随着先验概率的增加，被试越来越倾向于回答“信号”，提高了命中率和误报率。作为一个

6.1通过实验准确测量不同先验概率下受试者对体重差异的敏感度(D)和反应标准()。数据可在相关表格中找到。

6.2实验数据表明，SN的先验概率确实对被试的判断标准有影响。在本实验中，当D’相对恒定时，被试的判断标准随着SN先验概率的增大而降低，这与以往的实验结果一致。

6.3通过计算不同先验概率下的D和，成功绘制出受试者体重差异的ROC曲线。

6.4总的来说，本次实验虽然存在一些误差，但我们已经了解到了信号检测实验中的不足，学会了绘制ROC曲线，基本达到了实验目的。

7参考文献

[1].杨志亮。实验心理学。甘肃人民出版社，1988年，第122-127、146-148页

[2].柏杨，民主教育。实验心理学大纲。北京大学出版社，1989年，51-54页

[3].何宝元等编。实验心理学。北京大学出版社，1983年，第131-136页

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